基于酞菁铜的有机光敏场效应管

制备了基于酞菁铜(CuPc)的有机光敏场效应晶体管,对器件的光敏特性进行了研究。实验结果表明,基于金源漏电极的器件,在波长655 nm,光强100 mW/cm2的光照下,明/暗电流比约为0.4,光响应度约为2.55 mA/W;而铝为源漏电极的器件,可以获得高达104的明/暗电流比,但光响应度降低为0.39 mA/W。

衬底对PTCDA薄膜结构与电荷输运特性的影响

在不同导电衬底(Au,Al和ITO)上制备了PTCDA薄膜,用XRD和AFM技术研究了PTCDA薄膜的结构和表面形貌。结果表明,薄膜中的大部分PTCDA分子平面与衬底不平行,这表明薄膜垂直方向的电流传导将以电子传输为主;在ITO和Au衬底上生长的PTCDA薄膜晶粒排列规则,在薄膜垂直方向呈现出较好的电子传输性能;而在Al衬底上生长的PTCDA薄膜晶粒排列无序,电子传输性能差。通过制备单层结构有机薄膜器件,研究了PTCDA薄膜垂直方向的电子迁移率。综合应用金属-有机界面的热电子发射理论和有机层体内空间电荷限制传导理论,并考虑电场强度对迁移率变化的影响,对ITO/PTCDA/Al器件的电流密度-电压曲线进行拟合,得到ITO衬底上生长的PTCDA薄膜在垂直方向随电场强度变化的电子迁移率数值。

基于肖特基接触IV分析法的有机半导体迁移率确定方法

载流子迁移率的测量对有机半导体材料及器件的研究极为重要。在总结目前有机半导体迁移率测量方法优缺点的基础之上,本文提出了一种测量有机半导体中载流子迁移率的新方法:用真空蒸镀法制作结构为"金属-有机半导体-金属"的肖特基接触有机半导体器件,通过选取适当的理论模型进行数值计算,然后用理论计算的结果对实验测得的该器件IV特性进行数值拟合,从而得到该有机半导体材料中载流子的迁移率,以及该材料的其他输运参数,如陷阱密度、陷阱特征深度等。本文利用这种方法测量了酞菁铜(CuPc)的空穴迁移率,并得到了CuPc的陷阱密度、陷阱特征深度等参数。

基于酞菁钯和C_(60)的异质结有机光敏场效应管

采用酞菁钯(PdPc)和C60两种有机半导体材料,通过真空热蒸镀法以不同的沉积顺序制备了两种不同结构的平面异质结有机光敏场效应管,并对这两种结构器件的光敏特性进行比较。在波长655 nm、光强100mW/cm2的光照条件下,结构为n+-Si/SiO2/PdPc/C60/Al(S&D)(PdPc/C60-OFET)器件的最大光暗比为2×103,光响应度为3 mA/W;而结构为n+-Si/SiO2/C60/PdPc/Al(S&D)(C60/PdPc-OFET)器件的最大光暗比为3×103,光响应度为11mA/W。实验结果表明C60/PdPc-OFET可以获得更好的光敏特性。

基于PTCDA的有机/无机光敏二极管结构优化

以p型硅和苝四甲酸二酐(perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic acid dianhydride,PTCDA)为异质结,梳状金(Au)薄膜作为顶电极和光入射窗口制备了光敏二极管。研究表明,PTCDA的厚度和Au电极的厚度对光敏二极管的光响应度有很大的影响。对比不同PTCDA厚度的器件性能,在PTCDA厚度为100 nm时,光响应度最高达到0.3 A/W。进而采用最优化的100 nm厚的PTCDA薄膜制备硅基光敏二极管,对比不同Au电极厚度的器件性能。在Au厚度为20 nm时,器件的光响应度达到最优化的0.5 A/W。

阴极功函数和激子产生率对肖特基接触单层有机太阳能电池开路电压的影响研究

运用数值方法系统研究了阴极功函数,激子产生率和温度对肖特基接触单层有机太阳能电池开路电压的影响,分析了开路电压条件下有机太阳能电池有机层内载流子和电场的分布.结果表明在阳极功函数一定时开路电压随着阴极功函数(Wc)的降低而增大,当Wc接近有机材料的最低未被占据分子轨道(LUMO)能级时开路电压不再增大而达到一个饱和值,饱和开路电压随激子产生率的提高而增大;对于给定的阳极和阴极功函数,开路电压随激子产生率的提高而增大并在激子产生率达到一定数值后趋于饱和,这个饱和开路电压等于器件的内建电压;开路电压随温度的升高而降低,其下降速率随激子产生率的增大而降低.

肖特基接触单层有机太阳能电池的短路电流的数值研究

运用数值方法,系统研究了肖特基接触单层有机太阳能电池的阴极功函数、载流子迁移率和温度对短路电流的影响,得到了短路电流随阴极功函数、载流子迁移率和温度变化的定量关系,这为以后的有机太阳能电池实验研究提供理论基础.

开路状态下平面异质结有机太阳能电池的数值模型

运用数值方法,系统研究了开路状态下平面异质结有机太阳能电池受体层的最低未占据分子轨道(LUMO)能级和阴极Fermi能级之间的势垒、给体层厚度和受体层厚度对器件内部载流子浓度、电场和电势分布的影响,得到了载流子浓度、电场和电势分布随受体层的LUMO能级和阴极Fermi能级之间的势垒、给体层厚度和受体层厚度变化的定量关系,这为以后的平面异质结有机太阳能电池开路状态下的实验研究提供了理论基础.